研究人员开发出用于可发泡WAAM线材的EIGA铝粉

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德国汉诺威莱布尼茨大学的研究人员开发了一种定制铝合金，并通过电极感应熔化惰性气体雾化（EIGA）工艺生产出预合金粉末，用于金属泡沫。该材料最终旨在用于生产电弧增材制造（WAAM）的可发泡线材。

该研究发表在《国际先进制造技术杂志》（The International Journal of Advanced Manufacturing Technology）上，重点是开发一种铝合金，其熔化范围适合生产金属泡沫，同时保留足够的可加工性，以便随后挤压成细丝。

金属泡沫结合了低密度以及刚度、能量吸收和阻尼等特性。一种成熟的粉末冶金生产路线涉及将金属粉末与发泡剂混合，并将混合物压制成前驱体。在随后的加热过程中，发泡剂释放的气体会导致材料膨胀并形成多孔结构。

在该研究中，研究人员开发了AlMg2Si1.2合金，名义上含有2 wt.%的镁和1.2 wt.%的硅。研究使用热力学计算来选择含有少于5 wt.%合金元素且液相线温度低于用作发泡剂的预处理氢化钛（TiH₂）的主要氢释放峰的成分。

该合金被铸造成圆柱形坯料，然后挤压成棒材并加工成电极。这些电极使用ALD Vacuum Technologies的EIGA 70–500/VIGA 2B惰性气体雾化系统进行处理。

研究使用氩气进行了五次雾化运行，气体压力范围为16.8–23.0 bar。增加雾化压力将中值粒径从51 µm降低到40 µm。所得粉末主要呈球形，其中63–90 µm馏分显示出最佳的流动性能。

基于稳定的雾化条件和粒度分布，研究选择了一个在20.3 bar雾化压力下生产的粉末批次进行进一步研究。该粉末的d10、d50和d90值分别为20 µm、44 µm和76 µm。

差示扫描量热法测定固相线温度为560 ± 2°C，液相线温度为646 ± 2°C。这使得合金的熔化区间与在480°C空气中预处理180分钟的TiH₂释放氢气的过程相重叠。

为了证明其可发泡性，将选定的粉末馏分与0.7 wt.%的TiH₂混合并压制成前驱体，然后加热以生产泡沫样品。X射线显微镜显示孔隙率为64.1–67.7%。在使用45–63 µm和63–90 µm粉末馏分生产的泡沫之间，孔隙率或中值孔径没有发现统计学上的显著差异。

研究人员得出结论，AlMg2Si1.2粉末为粉末冶金生产可发泡材料提供了合适的基础。目前正在进行的工作是将开发的粉末挤压成可发泡线材，并将其集成到WAAM工艺中。

长期目标是沉积可发泡线材，然后使用二次热源选择性地发泡材料，这可能使组件结合致密和多孔区域，并具有局部定制的特性。

资讯来源

- Powder Metallurgy Review (2026-09-16) - 原文：研究人员开发出用于可发泡WAAM线材的EIGA铝粉 - https://www.metal-powder.tech/researchers-develop-eiga-aluminium-powder-for-foamable-waam-wire/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=researchers-develop-eiga-aluminium-powder-for-foamable-waam-wire